EkoYapı Dergisi - Ekolojik Yapılar ve Yerleşim Dergisi

Tarımın Geleceği: Hidroponik Tarım (Topraksız Tarım) Nedir?

Kontrollü çevre tarımı (hava ve iklime dayanıklı tarım veya daha yaygın olarak kapalı dikey tarım olarak da bilinir), bitkilerin kapalı bir ortamda üretilmesidir. İç mekân çiftçiliği yeni bir fenomen olmasa da (seralar yüzyıllardır kullanılmaktadır), hidroponik çiftçiliğin daha güncel yeniliği, geleneksel çiftçiliğin tüm gereksiz bileşenlerini ortadan kaldırarak büyüme sürecini daha da hızlandırmaktadır.

Ortaokul biyoloji dersinde öğrenilen fotosentez sürecine geri dönersek, bitki büyümesinin temel öğelerini enerji, besin maddeleri, su ve CO2 olarak hatırlayabiliriz. Kontrollü çevre tarımı (CEA) bu temel formülü takip eder ve mevcut tarım sistemimiz için gerekli hale gelen toprak ve böcek ilaçları gibi tüm gereksiz girdileri ortadan kaldırır. CEA sürecinde, geleneksel çiftçiliğin geleneksel unsurları, yapay olanlarla değiştirilir. Bitkiler, güneşten değil, özellikle bitkilerin enerji ihtiyaçlarına göre uyarlanmış LED aydınlatmadan enerji alırlar. Tohumlar, toprak kullanmak yerine, fidelere köklerini bağlayacakları bir yüzey sağlamak için hindistancevizi kabuğu gibi topraksız büyüme ortamlarına ekilir.

Hidroponik Tarım Nedir?
Hidroponik Tarım

Bu topraksız süreç, böceklerin ve yabani otların büyüme ortamına girme riskini en aza indirerek çok daha temiz ve basit bir süreç sağlar. Bu fideler bazen dikey bir raf sisteminde dışarı doğru değil, yukarı doğru istiflenen büyüme tepsilerine yerleştirilir. Bitkilerin dikey entegrasyonu, çiftçilerin büyüme alanlarının toplam alan kullanımını optimize etmelerini sağlar. Bu sistem, çiftçilerin arazi kullanımlarını %90-99'a kadar azaltmalarını mümkün kılarken, aynı zamanda üretkenliği de artırıyor. Dikey çiftliklerde yetişen bitkiler, ya bir büyüme ortamında bulunan bitki köklerine besin ile aşılanmış suyun beslendiği hidroponik olarak; ya da bitki köklerinin serbestçe sallandığı ve besin ile aşılanmış, suyla buğulandığı aeroponik olarak temel besinlerle beslenir.

Neden Hidroponik Tarıma İhtiyaç Duyuyoruz?

Mevcut tarım sistemimiz çok büyük bir görev üstleniyor: Kentsel alanlarda 2050 yılına kadar, %68'inin Amerika’da yaşayacağı tahmin edilen 9,8 milyarlık küresel nüfusun kalori ihtiyacını karşılamak için, gıda üretimini yaklaşık %70 artırmamız gerekecek. Son elli yılda, tarımsal üretimimizden elde edilen verimde doğrusal bir büyüme öngörecek olsaydık, 2050 yılına kadar bu tür bir büyümeyi gerçekleştirmenin hiçbir yolu olmazdı.

Geleneksel Tarım ve Hidroponik Tarım Farkı
Geleneksel Tarım

Geleneksel tarım tarafından kullanılan kaynakların miktarı astronomiktir. Çoğu mahsul üretimi hem genetik hem de kimyasal olarak zaten tavana itilmişken (gübre veya pestisit kullanımındaki önemli bir artış, verimi yeterince artırmaz), yoğunlaştırma ve gıda üretimi için kullanılan arazinin genişletilmesi, artan gıda talepleriyle birlikte bunları karşılamak için tek uygulanabilir seçenek olarak görülmüştür. Küresel olarak, su kullanımının %70'i, büyük ölçüde sürdürülemez sulama uygulamaları nedeniyle tarımsal üretime gidiyor. Şu anda, dünyanın donmamış topraklarının %38'i gıda yetiştirmek için kullanılıyor. Bu oran artmaya devam edecek: 2050 yılına kadar 593 milyon hektar arazi bu orana katılacak. Her zamanki gibi çalışmaya devam edersek, dünya nüfusunun öngörülen kalori ihtiyacını karşılamak için tarım arazisine dönüştürülmesi gerekecek. Bu ihtiyaç duyulan toprak, Hindistan'ın kabaca iki katı büyüklüğünde. Bu görünüm, birçok temel ekosistemi, özellikle de atmosferimizde zaten bozulmuş olan karbondioksit dengesini korumanın anahtarı olan ekosistemleri, tamamen yok olma riskiyle karşı karşıya bırakıyor.

Dünyanın biyosferini düzenleyen ve dünyanın biyolojik çeşitliliğinin çoğunu barındıran kilit ekosistemler olan yağmur ormanları, endüstriyel tarım için hızla monokültürlere dönüşüyor. Ormansızlaşma, küresel biyoçeşitlilik kaybında ve antropojenik karbon emisyonlarında önemli bir itici güçtür. 2014 yılında WWF, insanların dünya kaynaklarını sömürmesi nedeniyle dünyadaki omurgalı türlerinin biyoçeşitliliğinin %52'sini zaten kaybettiğimizi tespit etti. Ormansızlaşmanın, fosil yakıtların yanmasından sonra ikinci en büyük antropojenik karbondioksit emisyonu kaynağı olduğu bulundu. Temel ekosistemlerin bu yaygın tahribatı, önemli biyoçeşitlilik kaybına ve ekosistem işlevlerinin bozulmasına neden olan bu durum, sona ermelidir.

Hidroponik Tarım Uygulamaları
Geleneksel Tarım 2

 Ayrıca, iklim değişikliği, diğer birçok etkiyle birlikte, zaten kuru olan bölgelerdeki daha kuru iklimler ve zaten ıslak olan bölgelerdeki daha yağışlı iklimler ile tarımsal verimi tehdit ediyor. Bu etkiler, dünyanın her yerindeki kurak yerlerde gıda güvensizliğini daha da kötüleştirecektir. Tarımsal üretim için arazilerin temizlenmesi, küresel nüfusun beslenme ihtiyaçlarının karşılanması adına olsa da yüksek sosyal ve ekolojik ödünleşmeler var.

Bu değiş tokuşlar, yeni Coronavirüsün (COVID-19) hızlı gelişiminde görüldüğü gibi, hayatımızın sosyal dokusunu zaten tamamen değiştiriyor. COVID-19 salgını, insanları daha önce dokunulmamış vahşi yaşamla artan temasımızın zararlı etkileri konusunda daha bilinçli hale getirdi. Doğal dünyaya bu müdahale, büyük ölçüde artan insan nüfusumuzu desteklemek için daha fazla tarım arazisine duyulan ihtiyaçtan kaynaklanmaktadır. Yaban hayatı ve ekili alanlarımız arasında ekoton oluşumu arttıkça, hayatımız boyunca daha bulaşıcı zoonotik hastalıkların ortaya çıkma riski de artacaktır. Mevcut tarımsal yörüngemizde herhangi bir değişiklik yapılmazsa, daha fazla kitlesel enfeksiyon ve zoonotik hastalıklardan kaynaklanan tahribat vakalarının meydana gelmesi kaçınılmaz olacaktır.

Artan gıda talebini karşılamak için mevcut tarım sistemimize neden alternatifler bulmamız gerektiğine ilişkin bu araştırma, ayrıntılı olmaktan çok uzaktır. Hidroponik tarım, dünyamızın mevcut tarımsal sorunlarının birçok zararına bir çözüm sunuyor.

Hidroponik Tarımın Faydaları

İnsanlar, artık küresel yaşam tarzlarımızda çarpıcı değişikliklere yol açan sayısız yeni zorlu sorunla karşı karşıya: iklim değişikliği, tehlikeli bulaşıcı hastalıklar, artan kentleşme ve doğal kaynak birikimlerinin tükenmesi. Hidroponik tarım, bu sorunların tarım sistemimize yönelik tehditleri azaltmak için güçlü bir potansiyele sahiptir. Kontrollü çevre tarımı (CEA) teknolojisini kullanarak optimuma yakın koşullarda mahsul yetiştirmek, hidroponik tarımın en büyük faydalarından biridir. İç mekanlarda ve hidroponik olarak yetiştirilen ürünler, hava koşulları, ekilebilir arazinin mevcudiyeti veya toprak kalitesi ne olursa olsun; yılın herhangi bir zamanında dünyanın herhangi bir yerinde yetiştirilebilir. Topraksız tarım, aşırı kuraklık ve düşük toprak kalitesi olan bölgeler için taze, yerel gıda sağlama potansiyeline sahiptir. Yapraklı yeşil sebzelere erişimin genellikle sınırlı olduğu Sahra altı Afrika gibi.

Hidroponik Tarım Faydaları
Dikey Çitlik Modeli

Sensör Kullanımı

Mahsul üretimini kontrollü bir ortamda tutmak, eğitimli bilim adamlarının ve gelişmiş iklim kontrol teknolojisinin, bitkilere beslenen su, besin ve ışık girdilerini optimize etmesini sağlar. Örneğin sensörler, her bitkinin buharlaştırdığı suyun miktarını ve besin içeriğini ölçebilir. Bu durum, çiftçilere, büyüme sürecinin her aşamasında bitkiler tarafından kullanılmayan su ve besin miktarı hakkında fikir verir. Bundan çiftçiler, bitkilere verilen girdilerin zamanlamasını, kalitesini ve miktarını optimize ederek, maksimum miktarda ve en yüksek kalitede verim sağlayabilirler. Bu teknoloji, hassas sulama yöntemleri gibi tasarım özellikleriyle birlikte, CEA çiftçilerinin su israfını katlanarak azaltmasına yardımcı olur. Örneğin, geleneksel çiftliklere kıyasla, hidrofonik çiftlikler %90'a kadar daha az su kullanır.

Hidroponik Sistem
Hidroponik Sistem

Hidroponik Tarıma Mor Işık

Işık girdileri, ayrıca bitkiler tarafından maksimum absorpsiyon ve maksimum verim çıktıları sağlamak için optimize edilmiştir. Fotosentetik aktif radyasyon veya PAR, farklı bitkilere iletilen kullanılabilir ışık (fotonlar) miktarının bir ölçüsüdür. Bilim adamları, absorpsiyon zirvesinin genellikle 440nm (mavi ışık) ve 660nm (kırmızı ışık) olduğunu bulmuş olsa da, 400 ve 600 nanometre arasındaki aralık, bitkiler için kullanılabilir ışık enerjisi dalga boylarını temsil eder. Bu optimal ışık dalga boylarının verilmesi hedeflenirse, bitkiler tarafından emilmeyecek olan ışığın dalga boyları çıkarılarak bitkilere verilen enerji miktarı optimize edilebilir. Hidroponik çiftliklerdeki bitkilerde sıklıkla görülen morumsu ışığın nedeni budur. Bu aynı zamanda seraların renginin arkasındaki mantıktır: LED ışıklar yoğun enerji kullanıcıları olduğundan yeşil cam, yeşil ışığın bitkilere geçmemesini sağlar. Böylece sadece en kolay emdikleri renkleri alırlar.

Hidroponik Tarım Mor Işık

Dikey çiftliklerin modüler tasarımı, çiftçilerin, alan kullanımını en üst düzeye çıkarmak ve zemin alanını optimize etmek için bitkilerin yerleşimini değiştirmelerine olanak tanır. Dikey çiftlikler yatay bir düzlemde dışa doğru değil, yukarıya doğru yayıldığından, çiftçiler özel yerleşim düzenine bağlı olarak geleneksel çiftliklerle aynı alanda 3 ila 10 kat daha fazla ürün yetiştirebilmektedir. Yatay raflar üst üste istiflenerek zemin alanı çoğaltılabilir. Aynı modüler tasarım, hastalıklı veya ölmekte olan mahsulleri izole etmek için oldukça verimli bir yol sunar. Aslında bu, tehlikede olan bitkileri etkisiz hale getirmenin hızlı ve kolay bir yoludur. Kilometre karelik bir alanı kaplayabilen geleneksel bir çiftlikte, hastalıklı mahsulleri tespit etmek ve tarladaki diğer mahsullerle temastan çıkarmak çok daha zordur.

Modüler Çiftçilik

Modüler çiftçilik, bir iş modeli olarak, diğer mahsullere herhangi bir rahatsızlık vermeden aktarma ve paketleme tesislerinin tamamlanabildiği çok daha verimli bir büyüme sürecini de mümkün kılıyor. Son olarak, topraksız yetiştirme sayesinde bu modüler tasarım, büyüme alanının sürekli kullanımda olmasını sağlar. Başka bir deyişle, bir sonraki mahsulün tekrar ekilebilmesi için bir mahsul döngüsü hasat edildikten sonra herhangi bir bekleme süresine gerek yoktur. Mahsul döngüsünü önemli ölçüde azaltan sabit bir besin ve hafif girdi akışının yardımıyla, bu çiftçilik modeli geleneksel uygulamalardan daha fazla, 7 ila 14 kat daha fazla, büyüme döngüsü sağlayabilir.

Hidroponik Tarım Mor Işık
Hidroponik Tarım Malzemeleri

Bitkileri Zararlı Böceklerden Koruma

Güvenli kapalı yetiştirme ortamının bir diğer faydası da bitkileri zararlı haşerelere ve mikrobiyal hastalıklara karşı korumasıdır. Geleneksel tarım, ekinleri doğal tehditlerden korumak için yoğun herbisit ve pestisit uygulamalarını kullanır. Ancak bu kimyasallar insanlar ve çevredeki ekosistemler üzerinde oluşturdukları olumsuz etkiler nedeniyle giderek daha fazla inceleme altına alınmaktadır. Pestisitler genellikle yüzey suyunu kirletir. Hedeflenmemiş birçok böcek, hayvan ve bitki için toksiktir, pozitif ve sağlıklı toprak mikroplarını ortadan kaldırabilir. Ayrıca, insanlarda meme kanseri ile bağlantılıdır . Amerika Birleşik Devletleri'nde, 1 milyar pounddan fazla pestisit %90'ı tarım sektöründe olmak üzere yıllık olarak kullanılmaktadır. Yiyeceklerimizi ve çevremizi kirleten pestisit miktarını ne kadar hızlı azaltabilirsek, sağlığımız ve dünyamız o kadar iyi durumda olacaktır.

Hidroponik Türkiye

Maalesef, pestisitler tarım endüstrimizi istilacı türlere karşı tamamen dirençli hale getirmeyi başaramadı. Geçen yaz, Doğu Afrika'ya yıkıcı bir çekirge haşere sürüsü çöktü ve 25 milyona yakın insanın gıda kaynaklarını tüketti. Kıtadaki acil pestisit uygulamalarına rağmen, hiçbir şey bu çekirgelerin çiftçilerin bir yıllık emeğini ve milyonlarca Doğu Afrikalının değerli gıda arzını yok etmesini engelleyemedi. İç mekanlarda çiftçilik yapmak, mahsulün bu ve daha yaygın düşük dereceli haşere istilaları gibi aşırı koşullara karşı savunmasızlığını ortadan kaldırır.

Sürdürülebilir Hidroponik Tarım

Hidroponik çiftlikler, yoğun kimyasal kullanımı olmadan gıdalarımızın, bedenlerimizin ve çevremizin sağlığına öncelik veren daha sürdürülebilir bir gıda etiğine giden bir yol sunar. Bir boş hayal olmaktan çok, hidroponik tarım halihazırda mevcut gıda ağlarına hızla entegre ediliyor. Önde gelen bir İngiliz çevrimiçi süpermarketi olan Ocado, kısa süre önce Priva ve 80-Acres ile ortaklığını duyurdu. Her ikisi de dikey tarım sektörünün önde gelen katılımcılarıdır. Bu ortak girişim, Ocado'nun müşterilerine taze, yerel ve hidroponik olarak yetiştirilmiş malzemeler tedarik etmesine olanak sağlayacak. Ayrıca, endüstri daha rekabetçi hale geldikçe, bunun gibi daha fazla ortaklık, hidroponik olarak yetiştirilen ürünlerin fiyatlarını düşürmeye ve hidroponik çiftlikleri geleneksel çiftliklerle daha rekabetçi hale getirmeye yardımcı olacaktır. Küresel iklim sorunumuz çok boyutlu ve birçok farklı uygulamanın sonucu olsa da, tarım endüstrisinin etkisini azaltmak, ileriye doğru atılmış büyük bir adım olacaktır. 21. yüzyılın başında, hidroponik tarım henüz icat edilmemişti. Şimdi, sadece 20 yıl sonra, endüstri sağlam bir zemin kazandı. Hidroponik tarım, şimdiden tarımsal uygulamalarımızı ve gıda sistemimizin geleceğini önemli ölçüde değiştiriyor.



Yorum yaz...

Teşekkür ederiz. Yorumunuz onaylandıktan sonra yayınlanacaktır.
Üzgünüm. Yorumunuz gönderilemedi. Lütfen tekrar deneyin.
  • (Yayınlanmayacak)